RAFFREDDAMENTO DEI SEMICONDUTTORI |
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La corretta dissipazione dell'energia termica, nei componenti attivi, è una garanzia di lungo e sicuro funzionamento. I radiatori, chiamati pure raffreddatori, proteggono le giunzioni dei semiconduttori, assicurando il loro normale comportamento. Il concetto di resistenza termica riveste grande importanza nella pratica dell'elettronica. Perché da esso dipende la qualità del funzionamento e la durata nel tempo di buona parte dei montaggi realizzati. Ogni fenomeno elettrico è sempre accompagnato, in misura minore o maggiore, da effetti termici. La lampadina, ad esempio, il cui compito dovrebbe essere soltanto quello di far luce, quando è accesa scotta. Il trasformatore, il cui compito principale è quello di abbassare od elevare una tensione, si riscalda. Il televisore in funzione emana calore. Dunque, questi e tantissimi altri esempi, stanno a dimostrare che i conduttori elettrici, al passaggio della corrente, aumentano la loro temperatura, la quale raggiunge valori sempre più elevati con l'aumentare dell'intensità di corrente che li attraversa. E se vogliamo citare un dato preciso, possiamo ricordare che, quando si superano i 6 A per millimetro quadrato di sezione di filo conduttore di rame, la temperatura del cavo oltrepassa gli 80°C, divenendo assai pericolosa. Questo tipo di produzione di energia termica, è causato dagli urti che le particelle infime della materia subiscono nel sostenere il flusso di corrente elettrica. In fisica esso assume le denominazione di "Effetto Joule" e viene sfruttato nella costruzione di alcuni dispositivi, come ad esempio le stufette per riscaldamento e i ferri da stiro. Ma il più delle volte costituisce un fenomeno negativo, da evitare e da combattere. Così come accade nell'uso dei semiconduttori, diodi, transistor e circuiti integrati, per i quali si deve intervenire in modo appropriato, dimensionando oculatamente i valori di tensioni e correnti ed applicando ad essi idonei elementi raffreddatori.
ESEMPI PRATICI Osserviamo i disegni riportati in figura 1.
Fig. 1 - Rappresentazione fisica, a sinistra, di un transistor e del suo simbolo elettrico, a destra. Sulla sinistra è presente lo schema fisico di un transistor, sulla
destra il simbolo grafico. Sigle e frecce indicano le tensioni e le
correnti che interessano il componente in funzione. Dalle quali,
pertanto, dipende il suo grado di riscaldamento. Infatti si dice che la
corrente di collettore le provoca una perdita di potenza, pari al
prodotto le x Vce (tensione collettore-emittore), che viene appunto
trasformata in calore. E questo può essere di lieve entità nei
transistor cosiddetti di segnale, ma può raggiungere valori molto
grandi nei transistor di potenza. |
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